Titel: Ueber Fortschritte in der Spiritusfabrikation.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1895, Band 297 (S. 164–167)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj297/ar297040

Ueber Fortschritte in der Spiritusfabrikation.

(Fortsetzung des Berichtes S. 141 d. Bd.)

VI. Analyse.

Unter dem Titel „Zur quantitativen Bestimmung der Kohlehydrate“ bespricht E. Schulze in der Chemiker-Zeitung, 1894 Nr. 29 S. 527, das bisher übliche Verfahren, die Kohlehydate in der Weise zu bestimmen, dass man dieselben durch Kochen mit Mineralsäuren in Glukose umwandelt und die Menge der letzteren mit Hilfe Fehling'scher Lösung entweder titrimetrisch oder gewichtsanalytisch ermittelt. Verfasser verweist darauf, dass auf diesem Wege zuverlässige Resultate schon bei Bestimmung einzelner Kohlehydrate nur bei genauer Einhaltung der für die bezüglichen Operationen gegebenen Vorschriften erhalten werden, und dass besonders bei der Analyse eines Gemenges derselben, wie sie in Pflanzenextracten sich fast immer vorfinden, die Anwendung dieses Verfahrens mit grossen oder unüberwindlichen Schwierigkeiten verbunden sein kann und zwar aus folgenden Gründen:

1) Die Urnwandelung der Di- und Polysaccharide in Glukose erfolgt mittels der heissen, verdünnten Mineralsäuren unter den gleichen Versuchsbedingungen nicht mit gleicher Schnelligkeit, und selbst bei einander sehr ähnlichen Kohlehydraten, wie z.B. bei den zur Rohrzuckergruppe gehörigen Zuckerarten, Rohrzucker, Milchzucker, Maltose und Trehalose, oder auch den Kohlehydraten der Stärkemehlgruppe, dem Stärkemehl, dem Inulin und der Cellulose, treten in diesem Punkte oft sehr bedeutende Unterschiede hervor.

2) Die hydrolytische Spaltung der Di- und Polysaccharide durch die Säuren ist keineswegs ein glatt verlaufender Process, weil in geringem Maasse immer eine als Reversion zu bezeichnende Wirkung in entgegengesetztem Sinne sich vollzieht, in Folge deren bereits gebildete Glukose zu complicirteren, den Disacchariden oder Dextrinen wohl am meisten gleichenden Körpern zusammentritt.

3) Die Glukosen werden bei längerem Erhitzen mit den genannten Säuren nach und nach theilweise in Huminsubstanzen und in Lävulinsäure, Ameisensäure u.s.w. zersetzt.

4) Die verschiedenen Glukosen reduciren verschiedene Mengen Fehling'scher Lösung, so dass die genaue Kenntniss der in den zu untersuchenden Flüssigkeiten enthaltenen Glukosearten zur Berechnung derselben unumgänglich erforderlich ist.

Nach einer ausführlichen Begründung dieser vier Sätze durch eine Reihe von Arbeiten anderer Forscher kommt Verfasser zu dem Schluss, dass die Inversionsmethode zur Bestimmung der Kohlehydrate in vegetabilischen Substanzen nur in beschränktem Maasse angewandt werden kann und dass dieselbe nur unter ganz bestimmten Bedingungen richtige Zahlen liefert. – In allen solchen Fällen aber, in denen diese Vorbedingungen zur Erlangung sicherer Resultate fehlen, in denen man aber wegen Mangels einer besseren Methode trotzdem zur Inversion zu greifen gezwungen ist, muss die Benutzung der auf diesem Wege gewonnenen Werthe mit der entsprechenden Vorsicht erfolgen.

Eine quantitativ-colorimetrische Untersuchungsmethode auf Kohlehydrate ist Neitzel in Altfelde, Kreis Marienberg, patentirt (D. R. P. Nr. 72982 vom 26. Juli 1892). Patentinhaber verwendet zu diesem Zwecke die bisher nur zum qualitativen Nachweis von Zucker oder anderen Kohlehydraten benutzte, bekannte Farbenreaction, welche beim Vermischen der Lösungen dieser Körper mit Schwefelsäure und einem aromatischen Amin, Alkohol oder Phenol auftritt. Nach der neuen quantitativen Methode wird die Zeit festgestellt, welche vom Augenblick der Herstellung der Mischung in bestimmten Verhältnissen bis zu demjenigen Augenblick verfliesst, in welchem eine durch die Lösung hindurch betrachtete, constante Lichtquelle eben unsichtbar geworden ist, und dann diejenige Menge Kohlehydrat (Zucker), welche dieses Verschwinden der Lichtquelle in dem gleichen Zeitraum bewirkt, durch Vergleichung mit einer analog behandelten Kohlehydratlösung von bekanntem Gehalt oder auch auf Grund einer empirischen Tabelle ermittelt. Die Methode eignet sich zur Untersuchung der Abwässer der Zuckerfabriken, zur Harn-, Wein- und |165| Bieranalyse und für Brauerei- und Brennereizwecke. (Nach Zeitschrift für Spiritusindustrie, 1894 Nr. 20 S. 163.)

Neue Zuckerbestimmungsmethode von Allein und Gaud. Bei der Bestimmung der Glukose mittels alkalischer Kupferlösung wird ein Theil des Zuckers nach den Untersuchungen des Verfassers (Journal für praktische Chemie, 30 S. 300 bis 305) in Milchsäure, Oxyphensäure, Dioxyphenylpropionsäure, Zuckersäure und Tartronsäure zersetzt, so dass diese zersetzten Antheile also der Bestimmung entzogen werden. Allein und Gaud suchen diese Fehlerquelle dadurch zu umgehen, dass sie eine ammoniakalische Kupferlösung zur Titration dieser Zuckerart verwenden (Journal für praktische Chemie, 30 S. 305 bis 307), von welcher Lösung sie festgestellt haben, dass sie eine derartige Zersetzung aus dem Grunde nicht bewirken kann, weil Ammoniak erst bei 30- bis 40stündigem Erhitzen auf 100° im Rohr auf Zucker reagirt. Das erwähnte Reagens wird dadurch hergestellt, dass 8,7916 g Kupfer in 93 g Schwefelsäure gelöst, mit dem gleichen Raumtheil Wasser verdünnt und sodann mit concentrirtem Ammoniak auf 1000 g aufgefüllt werden. Zur Titration werden 10 cc dieser Lösung, welche 0,5 g Glukose entsprechen, mit 10 cc Ammoniak in einen mit dreifach durchbohrtem Stopfen versehenen Kolben gebracht. Durch eine Bohrung ragt das Ausflussrohr einer Mohr'schen Bürette; die anderen beiden dienen dazu, einen Strom von Wasserstoffgas durch die Flüssigkeit hindurch streichen zu lassen. Nachdem der Kolben dann unter fortwährendem Einleiten von Wasserstoff auf einem Wasserbade bis auf 80° C. erwärmt ist, lässt man die Zuckerlösung bis zur Endreaction, welche in einem deutlichen Verschwinden der blauen Farbe besteht, in die Kupferlösung tropfen. Das entstehende Kupferoxydul bleibt in der ammoniakalischen Flüssigkeit gelöst. Die Methode gibt genaue Resultate. (Wochenschrift für Brauerei, 1894 Nr. 46 S. 1480.)

In den Comptes rendus, 1894 119 S. 650, schlägt Fernand Gaud ferner vor, die soeben besprochenen, durch Einwirkung überschüssigen Alkalis auf Glukose bei der Zuckerbestimmung entstehenden Fehler thunlichst einzuschränken oder völlig zu eliminiren, dadurch, dass man entweder bei der Analyse mit 0,5- bis 1procentigen Zuckerlösungen unter Einhaltung der Bedingungen der Titerstellung operirt, also unter möglichst günstigen Verhältnissen arbeitet, oder dass man auf die Concentration der Zuckerlösungen keine Rücksicht nimmt, dafür dann aber den Titer der Kupferlösung auf dem Wege der Rechnung corrigirt.

Nach dem Mittel von 400 durch Gaud ausgeführten Bestimmungen kann der begangene Fehler durch folgende, einfache Gleichung ausgedrückt werden:

y = – 0,00004801 x + 0,02876359 x2,

in welcher y den Fehler angibt in Bezug auf den wirklichen Titer der Kupferlösung. Zur Berechnung der Analyse bat man den gefundenen Werth S in die Gleichung einzusetzen, und die Formel lautet dann:

0,02876 x2 1,00004801 + δ = 0,

aus welcher sich x leicht berechnen lässt. (Nach Chemiker-Zeitung, 1894 Nr. 88 Rep. 25 S. 273.)

Neue gewichtsanalytische Methode zur absolut genauen Bestimmung der Glukose von Fernand Gaud (Compt. rend., 1894 119 S. 478). 50 cc frisch bereitete Fehling'sche Lösung werden in einer Porzellanschale mit 50 cc Wasser gemischt, 3 Minuten hindurch aufgekocht und sodann auf ein heisses Wasserbad gebracht. Erst bei einer Temperatur von unter 100° fügt man 25 cc der ungefähr 1procentigen Zuckerlösung hinzu, rührt durch, decantirt nach 10 Minuten die über dem Niederschlag stehende, noch völlig blaue Flüssigkeit, bringt den Niederschlag auf ein Filter und wäscht denselben mit heissem Wasser aus, bis das Filtrat Phenolphtaleïn nicht mehr röthet. Von dem durchstossenen Filter spült man das Kupferoxydul in ein 20 bis 25 cc fassendes Kölbchen, dessen Fassungsvermögen bei 0° man vorher ermittelt hat, füllt bis zur Marke mit destillirtem Wasser auf und wägt. Ist P das Gewicht der Flüssigkeit mit dem Niederschlage, deren Volumen gleich ist dem Fassungsvermögen des Kölbchens bei der Versuchstemperatur t, d.h. V1 = V0 [1 + 3β (t – t0)], Δ = 5,881 die Dichte des getrockneten Kupferoxyduls, d die Dichte des Wassers bei der Versuchstemperatur, so berechnet sich das Gewicht des Niederschlages p dann leicht nach der Formel:

Rechnet man das Gewicht P für den luftleeren Raum um und stellt mit Hilfe dieser Formeln eine Tabelle zusammen, so gestaltet man die Methode bezüglich der Ausführung und Berechnung sehr genau und einfach. (Nach Chemiker-Zeitung, 1894 Nr. 78 Rep. 22 S. 234.)

Vergleichende Untersuchungen über die Methoden der Stärkebestimmung veröffentlicht W. E. Stone in The Journal of the American Chemical Society, Bd. 16 S. 726.

Der Verfasser zog fünf gebräuchliche Stärkebestimmungsmethoden zu seinen Versuchen heran und zwar:

1) die Inversion der Stärke mit Salzsäure und Titration der Glukose mit Fehling'scher Lösung;

2) die Inversion der Stärke durch Salpetersäure mit nachfolgender Polarisation;

3) Lösung der Stärke in gesättigter Oxalsäurelösung durch 1stündige Erhitzung auf dem Wasserbade, Inversion mit Salpetersäure und Polarisation;

4) Inversion der Stärke durch Salicylsäure und Polarisation;

5) Fällung des Stärkekleisters durch einen Ueberschuss von Aetzbaryt und Bestimmung des überschüssigen Baryts durch Titration.

Die Bestimmungen wurden nach diesen fünf Methoden ausgeführt in:

1) reiner Kartoffelstärke, 2) Weizenkleie, 3) Weizenschalen, 4) Weizenmehl, 5) getrockneten Kartoffeln, 6) Maismehl, 7) Heu, 8) Baumwollsaatmehl, 9) einer Mischung von Stärke, Zucker und Dextrin und lieferten folgende Ergebnisse:



Material
Inversion
mit Salz-
säure
Inversion
mit Salpeter-
säure
Inversion
mit Oxal
säure und
Salpeter-
säure
Lösung
durch
Salicyl-
säure
Füllung
durch
Baryt-
hydrat
Kartoffelstärke 85,75 85,50 85,75 85,47 85,58
Weizenkleie 65,86 40,25 38,68 70,77
Weizenschalen 30,00 63,09 60,24 60,44
Weizenmehl 77,69 70,65 65,29 69,38 59,76
Getrocknete Kartoffeln 70,92 69,79 68,53 64,25
Maismehl 73,24 66,81 70,55 62,11
Heu 3,48 19,10 19,10 66,47
Baumwollsaatmehl 4,15 54,65
Mischung von Stärke,
Zucker und Dextrin

9,58

21,00

24,08

18,80

33,99

(Wochenschrift für Brauerei, 1894 Nr. 51 S. 1622.)

|166|

Bei reiner Stärke wurden also mittels dieser Methoden übereinstimmende Zahlen erhalten, während die Gegenwart mehr oder weniger fremder Beimengungen die Resultate entsprechend ungünstig beeinflusste. Verfasser sucht in manchen Fällen die Erklärung der grossen Unregelmässigkeiten in dem Vorkommen von Pentosen und hält auf Grund seiner Untersuchungen für die beste Methode der Stärkebestimmung diejenige, welche auf der Verkleisterung der Stärke durch Kochen mit Wasser, womöglich unter Druck, Behandlung mit Malzauszug bei 60 bis 65°, Filtration und Inversion des Filtrats mit Säure u.s.w. beruht. Sämmtliche übrigen Methoden sind zur Stärkebestimmung in Pflanzen als ungenau anzusehen. (Nach Wochenschrift für Brauerei, 1894 Nr. 51 S. 1622.)

Bestimmung der Stärke durch alkoholische Gährung von Munsche (Zeitschrift für Spiritusindustrie, 1894 Nr. 25 S. 202 Nr. 26 S. 209). Auf Veranlassung Delbrück's hat Munsche eine Methode ausgearbeitet, welche die quantitative Bestimmung der Stärke auf physiologischem Wege gestattet. Auf diese Art der Analyse war schon früher von Pasteur verwiesen, Delbrück und Petzold hatten sie zur Bestimmung des Zuckers und auch Jodlbaur und Hansen sie zur Untersuchung der Zuckerarten unter Anwendung von Reinhefe benutzt und empfohlen. Den weiteren Ausbau hat die physiologische Methode durch die Berliner Schule erfahren, und besonders müssen die einschlägigen Arbeiten Bau's, welche in der Wochenschrift für Brauerei veröffentlicht wurden, unter den zu diesem Zwecke unternommenen Untersuchungen als die wichtigsten erwähnt werden.

Die bereits vor langen Jahren von Pasteur gemachten Angaben, dass Rohrzucker sich zwar völlig vergähren lässt, dass aber bei der alkoholischen Gährung immer geringe Mengen von Bernsteinsäure, Glycerin und unbestimmten Stoffen sich bilden und regelmässig nur etwa 94 bis 95 Proc. des angewandten Zuckers in Alkohol und Kohlensäure gespalten werden, beruhten auf Beobachtungen, welche der genannte Forscher bei der Durchführung von Gährversuchen mit Brauereihefe gemacht hatte. Jodlbaur bewies später die völlige Vergährbarkeit aller überhaupt gährfähigen Zuckerarten und fand, obwohl er theilweise mit Reinhefe unter den günstigsten Bedingungen gearbeitet hatte, in Bezug auf die Gährungsproducte, die Kohlensäure und den Alkohol, für Rohrzucker völlig gleiche Werthe; auch die betreffenden Jodlbaur'schen Zahlen für Dextrose und wasserfreie Maltose wiesen, wenn man die Zusammensetzung dieser Zuckerarten berücksichtigte, eine genügende Uebereinstimmung mit denen Pasteur's für Rohrzucker auf, so dass dessen Untersuchungsergebnisse direct als eine Bestätigung der früheren Pasteur'schen Befunde angesehen werden konnten. Unter Berücksichtigung der Pasteur'schen Factoren für Alkohol und Kohlensäure musste sich also bei absolut reiner Gährung aus der entstandenen Menge dieser Gährungsproducte der Zuckergehalt der Gährflüssigkeiten und damit der Stärkegehalt der zu untersuchenden Rohmaterialien rechnerisch ermitteln lassen, wenn die Diastase des Gerstenmalzes unter gewissen Versuchsbedingungen die quantitative Umwandelung der Stärke in Maltose herbeiführte. – Die Prüfung der letzteren Frage führte Munsche in der Weise durch, dass er 14 g reine, trockene Stärke mit 100 cc destillirtem Wasser anrührte, dieselbe dann mit 25 cc eines Grün- oder Luftmalzauszuges (1 Malz:4 Wasser) bei steigender Temperatur verflüssigte und die eigentliche Verzuckerung mit 75 cc desselben Malzauszuges bei Temperaturen von 49 bis 51° R. bewerkstelligte. Die schliessliche Einhaltung einer Endtemperatur von 52° R. während einer Dauer von ½ bis ¾ Stunden diente zur Abtödtung der aus dem Malze stammenden Organismen. Nach erfolgter schneller Abkühlung wurde die Lösung mit einer etwa 50 Proc. der angewandten Stärke betragenden, mit 3 cc Heyduck'scher Nährlösung (50 g saures phosphorsaures Kali und 17 g schwefelsaure Magnesia auf 1 l Wasser) angerührten Reinhefemenge, Rasse II, versetzt und die Gährung bei 26 bis 27° R. zu Ende geführt. Unter diesen Verhältnissen gelang innerhalb eines Zeitraumes von 72 Stunden die völlige Beseitigung aller reducirenden Substanzen mit grosser Sicherheit, denn in den filtrirten Gährflüssigkeiten traten bei Behandlung mit Fehling'scher Lösung niemals Spuren von Kupferoxydul auf. Das Dextrin musste sich also in Folge der Nachwirkung der Diastase vollkommen in Maltose umgewandelt haben und die Gesammtmenge der aus der Stärke entstandenen, gährungsfähigen Producte bei der Gährung zerfallen sein. Bei der Ermittelung der entwichenen und der in den Gährflüssigkeiten gelöst gebliebenen Kohlensäuremenge wie auch des gebildeten Alkohols zeigte es sich, dass 100 g reine, trockene Stärke durchschnittlich 51,29 g Kohlensäure und 53,43 g Alkohol geliefert hatten.

Die Zuverlässigkeit der von Pasteur und Jodlbaur bezüglich der Hauptproducte der alkoholischen Gährung aufgestellten Sätze war durch dies Ergebniss von Neuem ebenso bewiesen, wie die Durchführbarkeit einer quantitativ vollständigen Umwandelung der Stärke in Maltose mit Hilfe der Diastase in Gegenwart der Reinhefe, Rasse II, und damit die Möglichkeit der quantitativen Bestimmung der Stärke in allen stärkehaltigen Materialien auf dem eingeschlagenen Wege. Bei Anwendung der neuen Methode werden alle jene Fehler eliminirt, welche bei der Invertirung durch Einwirkung von Säuren auf die durch Hochdruck oder durch Diastase in Lösung übergeführten, stickstoffreien Extractstoffe sonst unvermeidlich sind. Versuche, die Gährdauer durch Zusatz von gereinigten Trebern abzukürzen, führten zu negativen Resultaten, wahrscheinlich aus dem Grunde, weil die nachträgliche Diastasewirkung auf die Dextrine sich auf diese Weise nicht beschleunigen lässt.

Methode zur quantitativen Bestimmung der Stärke von Krieger (D.-amerikanischer Bierbrauer. 1894 27 S. 580). Nach den Erfahrungen des Verfassers geben die bis jetzt gebräuchlichen Methoden der Stärkebestimmung keine zuverlässigen Resultate, und das neuerdings von Munsche ausgearbeitete und veröffentlichte Verfahren hat den Nachtheil, dass zu dessen Ausführung mehrere Tage erforderlich sind. Krieger beschreibt nun eine von ihm erprobte Methode, welche nicht nur genügend schnell und leicht auszuführen ist, sondern auch richtige Ergebnisse liefert, so dass dieselbe allen Anforderungen der Praxis genügen dürfte, wie folgt: Zur Analyse werden zweimal je 10 g fein gepulverten Getreides oder zweimal je 3 g von stärkeärmeren Materialien, wie Kleien, Trebern u.s.w., verwendet. Aus einer der abgewogenen Proben werden die löslichen Kohlehydrate durch Auswaschen mit 0,4 procentiger, schwefliger Säure auf einem Filter von bekanntem Gewichte entfernt, dann wird mit Wasser nachgewaschen, anfangs bei niedriger |167| Temperatur, um Verkleisterung zu verhüten, und schliesslich bei 105° C. getrocknet und gewogen. Die zweite Probe dient zur Stärkebestimmung. Zu diesem Zwecke kocht man dieselbe mit 300 cc Wasser ½ Stunde auf, kühlt auf 80° C. ab, versetzt mit 100 cc eines kalt bereiteten, filtrirten Malzauszuges (50 g Darrmalz in 1 l Wasser), hält die Temperatur zunächst auf 65° C, steigert dieselbe dann langsam auf 80° C., kocht abermals ½ Stunde, kühlt auf 70° C. und digerirt nach Zusatz von weiteren 25 cc der Diastaselösung bei 65° C. bis zur vollständigen Verzuckerung der Stärke. Mittels Filtration durch ein gewogenes Filter trennt man die gelösten und ungelösten Antheile, wäscht die letzteren sorgfältig mit siedendem Wasser aus, trocknet bei 105° C. und bestimmt durch Wägung das Gewicht des Rückstandes. Die Gewichtsdifferenz der bei Probe I angewandten, ursprünglichen und der nach dem Auswaschen mit schwefliger Säure verbliebenen Substanz gibt die Menge des in dem Material enthaltenen Wassers, sowie diejenige der löslichen Kohlehydrate an, so dass man nach Ausführung einer Wasserbestimmung in einer dritten Probe den Procentsatz der löslichen Kohlehydrate berechnen kann. Der Unterschied im Gewicht der bei Probe I und Probe II resultirenden, getrockneten Rückstände entspricht der in Zucker übergeführten Stärke. (Nach Chemiker-Zeitung, 1894 Nr. 90 Rep. 26 S. 283.)

(Fortsetzung folgt.)

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: